Dźwięki uderzeniowe przenikające do pomieszczeń mieszkalnych z pomieszczeń komunikacji ogólnej na przykładzie pomiarów terenowych

Zgodnie z normą PN-B-02151-03:1999 [1] przegrodom i elementom w budynku stawiane są wymagania w zakresie izolacyjności akustycznej. Wymagania te wynikają z zapisu w prawie budowlanym [2].

Rodzaj przegród i elementów podlegających weryfikacji akustycznej określony został w Rozporządzeniu Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuo­wanie [3]:

"W budynkach, o których mowa w ust. 1, przegrody zewnętrzne i wewnętrzne oraz ich elementy powinny mieć izolacyjność ­akustyczną nie mniejszą od podanej w polskiej normie dotyczącej wymaganej izolacyjności akustycznej przegród w budynkach oraz izolacyjności akustycznej elementów budowlanych, wyznaczonej zgodnie z polskimi normami określającymi metody pomiaru izolacyjności akustycznej elementów budowlanych i izolacyjności akustycznej w budynkach. Wymagania odnoszą się do izolacyjności:

• ścian zewnętrznych, stropodachów, ścian wewnętrznych, okien w przegrodach zewnętrznych i wewnętrznych oraz drzwi w przegrodach wewnętrznych - od dźwięków powietrznych,
• stropów i połóg - od dźwięków powietrznych i uderzeniowych,
• podestów i biegów klatek schodowych w obrębie lokali mieszkalnych - od dźwięków uderzeniowych".

W rozporządzeniu przywołane zostały również normy zawierające wymagania w postaci wartości odpowiednich wskaźników akustycznych. Zagadnienia te poruszane były w artykule "Izolacyjność akustyczna - parametry i wskaźniki" [4], niemniej w celu przypomnienia przedstawiono najważniejsze kwestie związane z zagadnieniami poruszanymi w artykule.

Izolacyjność akustyczną ze względu na sposób powstawania dźwięku można podzielić na izolacyjność od dźwięków powietrznych oraz od dźwięków uderzeniowych:

• dźwięki powietrzne powstają i rozprzestrzeniają się w powietrzu;
• dźwięki uderzeniowe są rodzajem dźwięków materiałowych powstających w wyniku pobudzania do drgań stropu (podestu, biegu schodowego) podczas jego użytkowania.

Należy wyjaśnić, że dźwięki materiałowe rozprzestrzeniają się w ośrodku stałym (w przeciwieństwie do dźwięków powietrznych) w wyniku oddziaływania na ten ośrodek dźwięków powietrznych lub drgań mechanicznych.

Zgodnie z normą ­PN-B-02151­‑03:1999 [1] izolacyjność akustyczną od dźwięków uderzeniowych wyraża się za pomocą wskaźnika przybliżonego poziomu uderzeniowego znormalizowanego L’_n,w.

Strop, podest lub bieg schodowy przeznaczony do wykonania w budynku musi charakteryzować się na tyle dobrą izolacyjnością od dźwięków uderzeniowych, wyrażoną za pomocą wskaźnika poziomu uderzeniowego znormalizowanego L_n,w, aby po uwzględnieniu wpływu bocznego przenoszenia dźwięku w danym budynku strop osiągnął wymaganą izolacyjność akustyczną wyrażoną w postaci wskaźnika L’_n,w.

W przypadku stropów określenie wpływu bocznego przenoszenia dźwięku jest stosunkowo proste [5]. Brakuje natomiast metodyki obliczeniowej pozwalającej określić prognozowaną wartość wskaźnika L’_n,w w odniesieniu do podestów i biegów schodowych.

Na podstawie wytycznych zawartych w normie PN-B-02151­‑03:1999 [1] wyznaczone wartości wskaźników izolacyjności akustycznej przegród i elementów wewnętrznych należy odnieść do wymagań przedstawionych w formie tabelarycznej.

W TABELI 1 przedstawiono wymagania dotyczące przegród wewnętrznych między wybranymi pomieszczeniami w budynku mieszkalnym. Wymagania te zawarte są w normie PN-B-02151-03:1999 [1]. Norma na ten moment nadal przywołana jest w Warunkach Technicznych, mimo że od października 2015 r. aktualna jest nowa norma PN-B­‑02151-3:2015-10 [6].

W TABELI 2 przedstawiono z kolei wymagania według aktualnej normy PN-B-02151-3:2015-10 [6].

Jak można zauważyć, wymagania w zakresie izolacyjności od dźwięków uderzeniowych przenikające do pomieszczeń mieszkalnych z pomieszczeń komunikacji w stosunku do normy z 1999 r. uległy liberalizacji. Wartość liczbowa wymagania wzrosła o 2 dB (co oznacza wymaganie łagodniejsze o 2 dB) jednocześnie rodzaj przegrody ograniczono do podestów (z zapisu usunięto biegi schodowe).

Należy zauważyć, że jest to niekonsekwencja w stosunku do cytowanego wcześniej zapisu z Warunków Technicznych [3].

Pomiary terenowe

Badania terenowe wykonane zostały w budynku mieszkalnym wielorodzinnym w celu określenia poziomu dźwięków uderzeniowych przenikających do pomieszczeń mieszkalnych z pomieszczeń komunikacji ogólnej (podestów i biegów schodowych).

Aby wyznaczyć izolacyjność od dźwięków uderzeniowych generowanych na podestach oraz biegach schodów, pomieszczenie odbiorcze zlokalizowano w pokoju mieszkalnym na kondygnacji pierwszego pietra (poziom +2,95).

Na RYS. 1 pokazano fragment rzutu pierwszego piętra budynku zawierający pomieszczenie odbiorcze oraz widok klatki schodowej, na której generowane były dźwięki uderzeniowe za pomocą znormalizowanego źródła dźwięków uderzeniowych w postaci stukacza młotkowego.

Na RYS. 2, RYS. 3 i RYS. 4 zestawiono elementy klatki schodowej, na których ustawiany był stukacz młotkowy w celu wygenerowania dźwięków uderzeniowych.

Celem wyznaczenia parametrów charakteryzujących izolacyjność od dźwięków uderzeniowych kolejnych układów (pomieszczenie nadawcze ® pomieszczenie odbiorcze) zastosowano obowiązujące procedury pomiarowe według normy PN-EN ISO 140-7:2000 [7].

Pomiary rozkładu poziomu uderzeniowego w funkcji częstotliwości były mierzone każdorazowo w pomieszczeniu odbiorczym dla wymaganej liczby punktów usytuowania mikrofonu oraz ustawień stukacza młotkowego. Ustawienia stukacza i mikrofonu odpowiadały wytycznym podanym w normie PN-EN ISO 140-7:2000 [7]. Końcowy wynik stanowił wartość uśrednioną w sposób "energetyczny" dla wszystkich pomiarów.

Na FOT. 1 pokazano pomieszczenie odbiorcze w trakcie wykonywania pomiarów terenowych z usytuowanymi mikrofonami pomiarowymi.

Na FOT. 2 pokazano przykładową sytuację pomiarową dotyczącą usytuowania stukacza młotkowego na podeście schodowym.

W wyniku realizacji procedury pomiarowej uzyskano wyniki w postaci przybliżonego poziomu uderzeniowego L’_n w funkcji częstotliwości w zakresie 50–5000 Hz, a następnie wartości jednoliczbowe w postaci wskaźnika przybliżonego poziomu uderzeniowego L’_n,w.

Na RYS. 5 przedstawiono w sposób schematyczny fragment przekroju budynku przez klatkę schodową, na którym zaznaczono symbolicznie miejsca usytuowania stukacza (każdemu ustawieniu z rysunku odpowiadały w rzeczywistości dwie pozycje stukacza młotkowego) oraz wartość wskaźnika L’_n,w (C1) dla każdej z sytuacji pomiarowych.

Na podstawie wyników pomiarów przeprowadzonych w budynku wielorodzinnym, przedstawionych w artykule, należy stwierdzić, że określone podczas pomiarów wartości wskaźnika przybliżonego poziomu uderzeniowego znormalizowanego w wytypowanym pokoju mieszkalnym wyniosły L’_n,w = 51-74 dB.

Wymaganie zawarte w normie PN-B-02151­‑03:1999 [1] L’_n,wmax = 53 dB spełnione zostało w przypadku lokalizacji stukacza poniżej poziomu +1,48 m oraz na biegu schodowym bezpośrednio poniżej poziomu +7,38 m.

W przypadku oceny poziomu uderzeniowego według wymagań normy PN-B-02151­‑3:2015-10 [6] ograniczany jest jedynie poziom uderzeniowy z podestów schodowych, a wymaganie wynoszące L’_n,wmax = 55 dB jest łagodniejsze o 2 dB od wartości z normy PN-B­‑02151-03:1999 [1].

W związku z tym wymagania spełnione zostały w przypadku lokalizacji stukacza również na poziomie +1,48 m oraz +8,85 m.

Największą wartość L’_n,w zarejestrowano dla ustawienia stukacza na podeście pierwszego piętra (poziom +2,95), zlokalizowanym w bezpośrednim sąsiedztwie pokoju odbiorczego, najmniejszą natomiast dla ustawienia stukacza na podeście parteru (poziom ± 0,00).

Dodatkowo można zaobserwować (czego zresztą należało się spodziewać), że poziom uderzeniowy zmniejsza się wraz z odległością między stukaczem a pokojem odbiorczym.

Słabe parametry izolacyjności od dźwięków uderzeniowych uzyskane podczas pomiarów terenowych mogą częściowo zaskakiwać. Na podeście piętrowym zrealizowano bowiem podłogę pływającą oddylatowaną po obwodzie, co jest rozwiązaniem prawidłowym.

Niestety warstwa wierzchnia w postaci płytek gresowych ułożona została bez zachowania dylatacji w warstwie kleju.

Wprawdzie ułożono fugę silikonową, stanowi ona jednak wyłącznie element dekoracyjny (FOT. 3).

Prawidłowe rozwiązanie powinno polegać na wykonaniu obwodowej fugi z silikonu nie tylko na grubości płytek, lecz także na grubości warstwy kleju. Wykonana powinna zostać ze szczególną uwagą, tak aby nie zabrudzić dylatacji i nie utworzyć łącznika mechanicznego przenoszącego drgania.

W projekcie zabrakło rozwiązań wibroizolacyjnych dotyczących biegów schodowych oraz podestów międzypiętrowych.

Chociaż żelbetowe płyty biegowe zostały oddylatowane od ścian klatki schodowej, to drgania mechaniczne poprzez konstrukcję schodów bez problemu przenoszą się w takim przypadku na podesty, a następnie poprzez konstrukcję budynku do pomieszczeń mieszkalnych.

Ta sama uwaga dotyczy podestów międzypiętrowych, z których drgania mogą przenosić się bezpośrednio do pomieszczeń mieszkalnych.

Podsumowanie

Przyczyną niskich parametrów dźwiękoizolacyjnych w budynku mieszkalnym poddanym badaniom była intensywna transmisja energii akustycznej drogami materiałowymi.

Wnioski płynące z analizy rozpatrywanego przypadku można uogólnić na większość spotykanych rozwiązań projektowych.

Pomimo zaprojektowania podłóg pływających na podestach piętrowych błędna realizacja warstwy wierzchniej może powodować znaczące przekroczenie poziomów dźwięków uderzeniowych w pomieszczeniach mieszkalnych.

Pomijanie rozwiązań wibroizolacyjnych dotyczących podestów międzypiętrowych oraz biegów schodowych prowadzi do braku możliwości realizacji ochrony akustycznej w budynku.

Jedynym skutecznym sposobem na ochronę od dźwięków uderzeniowych generowanych na biegach schodowych jest ich oddylatowane od ścian klatki schodowej oraz zastosowanie systemowych rozwiązań wibroizolacyjnych umożliwiających oparcie biegów na podestach z zachowaniem redukcji drgań.

Alternatywnym w stosunku do podłóg pływających układanych na podestach, kompleksowym sposobem ochrony akustycznej w zakresie redukcji dźwięków uderzeniowych generowanych na klatach schodowych, są systemowe rozwiązania wibroakustyczne.

Literatura

1. PN-B-02151-03:1999, "Akustyka budowlana. Ochrona przed hałasem w budynkach. Izolacyjność akustyczna przegród w budynkach oraz izolacyjność akustyczna elementów budowlanych. Wymagania".
2. Ustawa z 7 lipca 1994 r. - prawo budowlane (tekst jednolity DzU 2013 nr 0 poz. 1409).
3. Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (DzU nr 75, poz. 690 ze zm.).
4. L. Dulak, A. Nowoświat, "Izolacyjność akustyczna - parametry i wskaźniki", "IZOLACJE", nr 2/2016, s. 56-63.
5. PN-EN 12354-2:2002, "Akustyka Budowlana. określenie właściwości akustycznych budynków na podstawie właściwości elementów. Izolacyjność od dźwięków uderzeniowych między pomieszczeniami".
6. PN-B-02151-3:2015-10, "Akustyka budowlana. Ochrona przed hałasem w budynkach. Część 3: Wymagania dotyczące izolacyjności akustycznej przegród w budynkach i elementów budowlanych".
7. PN-EN ISO 140-7:2000, "Akustyka. Pomiar izolacyjności akustycznej w budynkach i izolacyjności akustycznej elementów budowlanych. Pomiary terenowe izolacyjności od dźwięków uderzeniowych stropów".

Chcesz być na bieżąco? Zapisz się do naszego newslettera!